JP6939493B2 - Exhaust purification device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine.
特許文献1に記載の内燃機関の排気浄化装置は、排気通路に設けられていて排気に含まれる粒子状物質(以下「PM」という。PMは、Particulate Matterの略。)を捕集するPMフィルタ、及び排気通路におけるPMフィルタよりも排気上流側の圧力と該PMフィルタよりも排気下流側の圧力との差である前後差圧を検出する差圧センサを有している。特許文献1に記載の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の運転状態に基づいてPMフィルタに堆積しているPMの推定量として第1推定量を算出するとともに、差圧センサによって検出したPMフィルタの前後差圧に基づいてPMフィルタに堆積しているPMの推定量として第2推定量を算出する。そして、第1推定量及び第2推定量のうち値の大きい方をPMフィルタに堆積しているPMの堆積量であるPM堆積量として算出する。特許文献1に記載の内燃機関の排気浄化装置では、PM堆積量が所定量以上であるときに、PMフィルタに捕集されたPMを除去するための再生制御を開始する。再生制御では、排気の温度を上昇させることでPMフィルタに捕集されたPMを燃焼除去する。
The exhaust gas purification device for an internal combustion engine described in
また、特許文献2に記載の内燃機関の排気浄化装置は、上記特許文献1に記載の内燃機関の排気浄化装置と同様に第1推定量及び第2推定量を算出する。これら第1推定量及び第2推定量については、第2推定量を算出したときに該第2推定量に基づいて第1推定量を補正して、これをPM堆積量とすることで、PMフィルタに捕集されたPMを除去するための再生制御に供している。
Further, the exhaust gas purification device for an internal combustion engine described in
差圧センサに異常が生じると、該差圧センサの検出信号に基づいて算出される第2推定量の値が実際のPM堆積量に対応した適切な値とならないこともある。この場合、特許文献2に記載されているように、第1推定量を第2推定量に基づいて補正すると、PM堆積量の算出精度が低下することにもなる。こうした点については、上記特許文献1及び2には何ら開示がない。
If an abnormality occurs in the differential pressure sensor, the value of the second estimated amount calculated based on the detection signal of the differential pressure sensor may not be an appropriate value corresponding to the actual PM deposition amount. In this case, as described in
上記課題を解決するための内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に設けられていて、排気に含まれるPMを捕集するPMフィルタと、前記PMフィルタよりも排気上流側の圧力と前記PMフィルタよりも排気下流側の圧力との差である前後差圧を検出する差圧センサとを備え、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記PMフィルタに堆積しているPMの推定量として第1推定量を算出するとともに、前記差圧センサによって検出した前後差圧に基づいて前記PMフィルタに堆積しているPMの推定量として第2推定量を算出する内燃機関の排気浄化装置であって、前記内燃機関の停止後から該内燃機関の始動開始までの期間における前記差圧センサの状態に基づいて該差圧センサの異常判定を行い、前記内燃機関を始動する際に、前記第1推定量を前記第2推定量に基づいて補正する補正処理を実行し、前記第1推定量及び前記第2推定量のうち値の大きい方をPM堆積量として算出し、該PM堆積量が所定量以上であるときに前記PMフィルタに捕集されたPMを燃焼除去するためのフィルタ再生制御を開始する。 An exhaust purification device for an internal combustion engine for solving the above problems is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, and includes a PM filter that collects PM contained in the exhaust and a pressure on the upstream side of the exhaust from the PM filter. It is equipped with a differential pressure sensor that detects the front-rear differential pressure, which is the difference from the pressure on the downstream side of the exhaust from the PM filter, and is used as an estimated amount of PM accumulated in the PM filter based on the operating state of the internal combustion engine. It is an internal combustion engine exhaust purification device that calculates the first estimated amount and calculates the second estimated amount as the estimated amount of PM accumulated in the PM filter based on the front-rear differential pressure detected by the differential pressure sensor. Then, when the differential pressure sensor is abnormally determined based on the state of the differential pressure sensor during the period from the stop of the internal combustion engine to the start of the start of the internal combustion engine, the first is performed when the internal combustion engine is started. A correction process for correcting the estimated amount based on the second estimated amount is executed, and the larger value of the first estimated amount and the second estimated amount is calculated as the PM accumulated amount, and the PM accumulated amount is determined. When the amount is equal to or higher than the fixed amount, the filter regeneration control for burning and removing the PM collected by the PM filter is started.
上記構成では、内燃機関を始動する際に、内燃機関の運転状態に基づいて算出された第1推定量を、PMフィルタの前後差圧に基づいて算出された第2推定量に基づいて補正する。PMフィルタの前後差圧は差圧センサによって検出される。差圧センサについては、内燃機関の停止後から該内燃機関の始動開始までの期間における状態に基づいて異常判定がなされることから、内燃機関を始動する際のタイミングで差圧センサの異常判定を行うことが適切である。そのため、内燃機関を始動する際のタイミングであれば、差圧センサが正常であることに裏付けられた第2推定量の算出が可能となり、第2推定量の算出に正確性を担保することが可能となる。なお、第1推定量は、内燃機関の運転状態に基づいて算出されるものであり、算出可能な運転領域が広い。一方で、差圧センサによって検出される前後差圧とPMフィルタに堆積したPMの量とが相関関係を有するときの内燃機関の運転領域は限定的であるため、第2推定量の算出可能な運転領域は狭い。実際にPMフィルタに堆積したPMの量の影響は、PMフィルタの前後差圧に反映されることから、第2推定量は、第1推定量に比して、PMフィルタに堆積している実際のPMの量を反映しやすい。したがって、上記構成のように、算出可能な運転領域が広い第1推定量を、差圧センサの異常判定がなされる上で適切となるタイミングを考慮して第2推定量に基づいて補正することで、PM堆積量の算出精度が低下することを抑えることができる。 In the above configuration, when the internal combustion engine is started, the first estimator calculated based on the operating state of the internal combustion engine is corrected based on the second estimator calculated based on the front-rear differential pressure of the PM filter. .. The front-rear differential pressure of the PM filter is detected by the differential pressure sensor. As for the differential pressure sensor, since the abnormality judgment is made based on the state in the period from the stop of the internal combustion engine to the start of the internal combustion engine, the abnormality judgment of the differential pressure sensor is made at the timing when the internal combustion engine is started. It is appropriate to do. Therefore, if it is the timing when starting the internal combustion engine, it is possible to calculate the second estimator supported by the normality of the differential pressure sensor, and it is possible to ensure the accuracy in the calculation of the second estimator. It will be possible. The first estimated amount is calculated based on the operating state of the internal combustion engine, and has a wide operating range that can be calculated. On the other hand, when the front-rear differential pressure detected by the differential pressure sensor and the amount of PM deposited on the PM filter have a correlation, the operating area of the internal combustion engine is limited, so that the second estimated amount can be calculated. The driving area is narrow. Since the influence of the amount of PM actually deposited on the PM filter is reflected in the front-rear differential pressure of the PM filter, the second estimator is actually deposited on the PM filter as compared with the first estimator. It is easy to reflect the amount of PM. Therefore, as in the above configuration, the first estimator having a wide calculable operating range is corrected based on the second estimator in consideration of the appropriate timing for determining the abnormality of the differential pressure sensor. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the calculation accuracy of the PM deposition amount.
また、上記内燃機関の排気浄化装置では、前記第1推定量が前記第2推定量に比して多いときには前記補正処理において前記第1推定量を減量補正し、前記第1推定量が前記第2推定量に比して少ないときには、前記補正処理において前記第1推定量を増量補正し、前記減量補正を行うときには、前記増量補正を行うときに比して前記第1推定量の補正度合いを小さくすることが望ましい。 Further, in the exhaust purification device of the internal combustion engine, when the first estimated amount is larger than the second estimated amount, the first estimated amount is reduced and corrected in the correction process, and the first estimated amount is the first estimated amount. 2 When the amount is smaller than the estimated amount, the first estimated amount is increased and corrected in the correction process, and when the decrease correction is performed, the correction degree of the first estimated amount is increased as compared with the case where the increase correction is performed. It is desirable to make it smaller.
上記構成では、第1推定量が前記第2推定量に比して多いときであって第1推定量を減量補正する際には、第1推定量が第2推定量に比して少ないときであって第1推定量を増量補正する際に比して、第1推定量の補正度合いを小さくする。第1推定量が第2推定量に比して多いときには、フィルタ再生制御の実行判断のためのパラメータであるPM堆積量として第1推定量が用いられる。そのため、第1推定量を減量補正する場合の補正度合いを小さくすることで、仮に差圧センサの外乱などの影響により第2推定量の正確性が低下するような状況が生じたとしても、PM堆積量の急な変化を抑えることができる。その結果、第1推定量を第2推定量に基づいて補正する際に、補正後の第1推定量が実際にPMフィルタに堆積しているPMの量よりも少ない量となることを抑えることができ、PM堆積量の設定を適切なものとすることができる。 In the above configuration, when the first estimator is larger than the second estimator and when the first estimator is reduced and corrected, the first estimator is smaller than the second estimator. Therefore, the degree of correction of the first estimator is made smaller than that when the first estimator is increased and corrected. When the first estimator is larger than the second estimator, the first estimator is used as the PM deposition amount, which is a parameter for determining the execution of the filter regeneration control. Therefore, by reducing the degree of correction when the first estimator is reduced and corrected, even if a situation occurs in which the accuracy of the second estimator is lowered due to the influence of disturbance of the differential pressure sensor or the like, PM Sudden changes in the amount of deposit can be suppressed. As a result, when the first estimator is corrected based on the second estimator, it is possible to prevent the corrected first estimator from becoming less than the amount of PM actually deposited on the PM filter. And the PM deposition amount can be set appropriately.
また、上記内燃機関の排気浄化装置では、前記第1推定量を増量補正する場合、一度の前記補正処理において補正後の前記第1推定量の値を前記第2推定量と等しい値にすることが望ましい。 Further, in the exhaust gas purification device of the internal combustion engine, when the first estimated amount is increased and corrected, the value of the corrected first estimated amount in one correction process is set to a value equal to the second estimated amount. Is desirable.
上記構成では、第1推定量が第2推定量に比して少ないときであって第1推定量を増量補正する場合、一度の補正処理において補正後の第1推定量の値が第2推定量と等しい値になるように補正される。そのため、第1推定量の値が第2推定量と等しい値になるまで複数回の補正処理を実行して徐々に増量補正する構成に比して、PM堆積量が実際にPMフィルタに堆積しているPMの量よりも少ない量となる状態を早期に回避しやすくなる。 In the above configuration, when the first estimator is smaller than the second estimator and the first estimator is increased and corrected, the value of the first estimator after correction in one correction process is the second estimation. It is corrected so that it becomes a value equal to the amount. Therefore, the PM deposit amount is actually deposited on the PM filter as compared with the configuration in which the correction process is executed a plurality of times until the value of the first estimated amount becomes equal to the value of the second estimated amount and the amount is gradually increased and corrected. It becomes easy to avoid a state where the amount of PM is less than the amount of PM at an early stage.
また、上記内燃機関の排気浄化装置では、前記第1推定量を減量補正する場合、一度の前記補正処理における前記第1推定量の補正量に上限を設定することが望ましい。
差圧センサは、異常が生じていない場合であっても何らかの影響によってその検出信号が乱れることもある。差圧センサの検出信号が乱れた場合、第2推定量が実際にPMフィルタに堆積しているPMの量よりも少ない量として算出されることも生じ得る。
Further, in the exhaust gas purification device of the internal combustion engine, when the first estimated amount is reduced and corrected, it is desirable to set an upper limit to the corrected amount of the first estimated amount in one correction process.
The detection signal of the differential pressure sensor may be disturbed due to some influence even when no abnormality has occurred. If the detection signal of the differential pressure sensor is disturbed, the second estimator may be calculated as an amount smaller than the amount of PM actually deposited on the PM filter.
上記構成によれば、第1推定量を減量補正する場合、その補正量に上限が設定される。そのため、一度の補正処理において、第1推定量の値が第2推定量と等しい値まで減量され難くなる。これにより、複数回の補正処理を実行することによって、第1推定量の値を徐々に第2推定量と等しい値まで減量させることができる。したがって、差圧センサの検出信号の一時的な乱れ等に起因して、補正後の第1推定量の値が実際のPM堆積量の値よりも低くなることを抑えることができ、PM堆積量の設定を適切なものとすることができる。 According to the above configuration, when the first estimated amount is reduced and corrected, an upper limit is set for the correction amount. Therefore, it is difficult to reduce the value of the first estimator to a value equal to the second estimator in one correction process. As a result, the value of the first estimated amount can be gradually reduced to a value equal to the second estimated amount by executing the correction process a plurality of times. Therefore, it is possible to prevent the value of the first estimated amount after correction from becoming lower than the value of the actual PM accumulation amount due to the temporary disturbance of the detection signal of the differential pressure sensor, and the PM accumulation amount. Can be set appropriately.
また、上記内燃機関の排気浄化装置では、前記異常判定によって前記差圧センサが正常であると判定されているときには前記補正処理を実行し、前記差圧センサが異常であると判定されているときには前記補正処理を実行しないことが望ましい。 Further, in the exhaust gas purification device of the internal combustion engine, the correction process is executed when the differential pressure sensor is determined to be normal by the abnormality determination, and when the differential pressure sensor is determined to be abnormal. It is desirable not to execute the correction process.
上記構成によれば、差圧センサが正常であって第2推定量の正確性が担保されるときに補正処理が行われ、差圧センサが異常であって第2推定量の正確性が担保されないときには補正処理が行われない。そのため、第1推定量を第2推定量に基づいて補正したときに、補正前の第1推定量に比して、補正後の第1推定量を実際のPM堆積量を反映した値とすることができる。 According to the above configuration, the correction process is performed when the differential pressure sensor is normal and the accuracy of the second estimator is guaranteed, and the differential pressure sensor is abnormal and the accuracy of the second estimator is guaranteed. If not, the correction process is not performed. Therefore, when the first estimator is corrected based on the second estimator, the corrected first estimator is set to a value that reflects the actual PM deposition amount as compared with the first estimator before the correction. be able to.
内燃機関の排気浄化装置の一実施形態について、図1〜図7を参照して説明する。なお、本実施形態では、内燃機関としてのガソリンエンジンに排気浄化装置を適用した例を説明する。 An embodiment of an exhaust gas purification device for an internal combustion engine will be described with reference to FIGS. 1 to 7. In this embodiment, an example in which the exhaust gas purification device is applied to a gasoline engine as an internal combustion engine will be described.
図1に示すように、内燃機関の機関本体10には、複数の燃焼室10Aが設けられている。機関本体10には、各燃焼室10Aに燃料を供給するための燃料噴射弁11が設けられている。燃料噴射弁11は、各々の燃焼室10Aに1つ設けられている。内燃機関の排気浄化装置100は、機関本体10に連結されている排気通路20を有している。排気通路20には、燃焼室10Aから排気が排出される。排気通路20は、機関本体10に連結されている第1排気管21と、第1排気管21の排気下流側の端部に連結されている第1触媒コンバータ22とを有している。第1触媒コンバータ22の内部には、酸化触媒30が設けられている。酸化触媒30は、排気に含まれている炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)を酸化して、水や二酸化炭素を生成する。
As shown in FIG. 1, a plurality of
第1触媒コンバータ22には、その排気下流側の端部に第2排気管23が連結されている。第2排気管23には、排気の温度を検出する排気温度センサ40が設けられている。第2排気管23には、その排気下流側の端部に第2触媒コンバータ24が連結されている。第2触媒コンバータ24の内部には、PMフィルタ31が設けられている。PMフィルタ31は、排気に含まれているPMを捕集する。第2触媒コンバータ24には、その排気下流側の端部に第3排気管25が連結されている。
A
排気通路20には、差圧センサ41が設けられている。差圧センサ41は、排気差圧検出部42と、該排気差圧検出部42にそれぞれ接続されている上流側検出通路43及び下流側検出通路44とを有している。上流側検出通路43は、排気通路20における酸化触媒30とPMフィルタ31との間の第2排気管23に接続されている。すなわち、上流側検出通路43には、酸化触媒30とPMフィルタ31との間を流れる排気が流入する。また、下流側検出通路44は、排気通路20におけるPMフィルタ31よりも排気下流側の第3排気管25に接続されている。すなわち、下流側検出通路44には、PMフィルタ31を通過した後の排気が流入する。排気差圧検出部42には、上流側検出通路43を通じて排気通路20におけるPMフィルタ31よりも排気上流側の圧力が作用し、下流側検出通路44を通じて排気通路20におけるPMフィルタ31よりも排気下流側の圧力が作用する。排気差圧検出部42は、これらの圧力の差である前後差圧ΔPを検出する。また、内燃機関の排気浄化装置100は、報知ランプ49も有している。
A
内燃機関の排気浄化装置100は、制御装置60を有している。制御装置60には、排気温度センサ40、及び差圧センサ41の排気差圧検出部42からの検出信号が入力される。また、制御装置60には、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ45、内燃機関の出力軸の回転速度である機関回転速度NEを検出する回転速度センサ46、イグニッションスイッチ47、及び機関本体10に供給される吸入空気量Gaを検出するエアフローメータ48等からの出力信号も入力される。制御装置60は、CPU、ROM、およびRAMを備えている。制御装置60は、ROMに記憶されたプログラムをCPUが実行することにより、PMフィルタ31に捕集されたPMを燃焼除去するフィルタ再生制御や、後述する補正処理等を実行する。
The exhaust
図2に示すように、制御装置60は、機能部として、噴射弁制御部61、第1推定量算出部62、第2推定量算出部63、PM堆積量算出部64、偏差記憶部65、開始要求判定部66、実行部67、PM燃焼量推定部68、及び終了要求判定部69を有している。また、制御装置60は、機能部として、イグニッションスイッチ操作判定部70、基準点学習部71、異常判定部72、補正処理部73、及び報知部74を有している。
As shown in FIG. 2, as functional units, the
噴射弁制御部61は、例えば、アクセルセンサ45及び回転速度センサ46からの出力信号に基づいて、燃料噴射弁11から噴射される燃料量の目標値である目標燃料噴射量Qを算出する。そして、算出した目標燃料噴射量Q分の燃料が噴射されるように燃料噴射弁11を制御する。なお、目標燃料噴射量Qが理論空燃比となる燃料量よりも多い場合には、燃焼室10Aにおいて燃料が全て燃焼されず、未燃燃料を含んだ排気が排気通路20の第1排気管21に排出される。
The injection
第1推定量算出部62は、内燃機関の運転状態に基づいてPMフィルタ31に堆積しているPMの推定量として第1推定量PMfを算出する。第1推定量算出部62はまず、回転速度センサ46によって検出された機関回転速度NE、及び噴射弁制御部61によって算出された目標燃料噴射量Qに基づいて、単位時間当たりに機関本体10から排気通路20に排出されるPMの推定量であるPM排出量を算出する。目標燃料噴射量Qが多いときほど、排気に含まれるPMの量は多くなる傾向にある。また、機関回転速度NEが速いときほど単位時間当たりに排出される排気の量が多くなることから、単位時間当たりに排気通路20に排出されるPMの量は多くなる傾向にある。このように、内燃機関の運転状態に応じて、排気に含まれるPMの量は変化する。第1推定量算出部62には、機関回転速度NE及び目標燃料噴射量Qと、PM排出量との関係を示すマップが記憶されている。このマップは、予め実験やシミュレーションによって求められている。第1推定量算出部62は、算出したPM排出量を上記単位時間毎に積算することで第1推定量PMfを算出する。なお、第1推定量算出部62は、フィルタ再生制御の実行中には、後述するPM燃焼量推定部68によって算出されたPM燃焼量を該積算値から減算する。
The first
第2推定量算出部63は、差圧センサ41によって検出した前後差圧ΔPに基づいて、PMフィルタ31に堆積しているPMの推定量として第2推定量PMcを算出する。PMフィルタ31にPMが堆積することで、排気通路20における圧力損失は変化する。すなわち、PMフィルタ31に堆積しているPMの量が多くなるほど、排気通路20においてPMフィルタ31よりも排気上流側における排気の圧力が高くなる傾向にある。このように、排気通路20においてPMフィルタ31の前後差圧ΔPと、PMフィルタ31に堆積しているPMの量とは相関を有している。なお、前後差圧ΔPは、内燃機関の機関本体10から排気通路20に排出される排気の流量、すなわち内燃機関の機関回転速度NEなどの変化も反映する。そのため、本実施形態では、第2推定量算出部63は、機関本体に流入する吸入空気量Ga、すなわち排気の流量が充分であり、前後差圧ΔPが相応に大きいときであって、機関回転速度NEの変化が少なく安定している運転領域であるときに、差圧センサ41によって検出した前後差圧ΔPに基づいて、第2推定量PMcを算出する。第2推定量算出部63には、差圧センサ41からの出力信号に基づいて算出される前後差圧ΔPと、第2推定量PMcとの関係を示すマップが記憶されている。このマップは、予め実験やシミュレーションによって求められたものである。
The second
偏差記憶部65は、第2推定量算出部63によって第2推定量PMcが算出されたときに、第1推定量算出部62によって算出された第1推定量PMfを第2推定量PMcから減算した値を偏差ΔPM(=PMc−PMf)として算出して記憶する。
The
PM堆積量算出部64は、PMフィルタ31に堆積しているPMの量であるPM堆積量Prを算出する。PM堆積量算出部64は、後述する異常判定部72によって差圧センサ41が正常であると判定されている場合であって、第2推定量算出部63によって第2推定量PMcが算出される運転領域であるときには、第1推定量算出部62によって算出された第1推定量PMfと、第2推定量算出部63によって算出された第2推定量PMcのうち値の大きい方をPM堆積量Prとして算出する。すなわち、第1推定量PMfが第2推定量PMc以上のときには(PMf≧PMc)、PM堆積量算出部64は、第1推定量PMfをPM堆積量Prとして算出する(Pr=PMf)。また、第1推定量PMfが第2推定量PMc未満のときには(PMf<PMc)、PM堆積量算出部64は、第2推定量PMcをPM堆積量Prとして算出する(Pr=PMc)。PM堆積量算出部64は、その後、第2推定量算出部63が第2推定量PMcを算出する運転領域ではなくなった場合には、偏差記憶部65に記憶された偏差ΔPMと第1推定量算出部62によって算出された第1推定量PMfとに基づいてPM堆積量Prを算出する。すなわち、第2推定量PMcが算出される運転領域において、第2推定量PMcが第1推定量PMf以下であり、偏差記憶部65に記憶された偏差ΔPMが「0」以下のときには、PM堆積量算出部64は、第2推定量PMcを算出する運転領域ではなくなった後、第1推定量算出部62によって算出された第1推定量PMfをPM堆積量Prとして算出する。また、第2推定量PMcが算出される運転領域において、第2推定量PMcが第1推定量PMfよりも大きく、偏差記憶部65に記憶された偏差ΔPMが「0」よりも大きいときには、PM堆積量算出部64は、第2推定量PMcを算出する運転領域ではなくなった後、第1推定量算出部62によって算出された第1推定量PMfと偏差ΔPMとを加算した値をPM堆積量Prとして算出する。
The PM accumulation
また、PM堆積量算出部64は、異常判定部72によって差圧センサ41が異常であると判定されている場合には、第2推定量PMcを用いずに、第1推定量算出部62によって算出された第1推定量PMfをPM堆積量Prとして算出する。なお、PM堆積量算出部64は、フィルタ再生制御の実行中には、第1推定量算出部62によって算出されたPM排出量をPM堆積量Prに加算するとともに、後述するPM燃焼量推定部68によって算出されたPM燃焼量をPM堆積量Prから減算することで、フィルタ再生制御の実行中におけるPM堆積量Prを算出する。
Further, when the
開始要求判定部66は、フィルタ再生制御の開始要求があるか否かを判定する。開始要求判定部66は、PM堆積量算出部64によって算出されたPM堆積量Prが第1所定量以上であると判定されているときに、フィルタ再生制御の開始要求があると判定する。第1所定量は、PMフィルタ31におけるPMの堆積量の許容上限値よりも若干少ない量に設定されている。第1所定量は、予め実験やシミュレーションによって求められて制御装置60に記憶されている。
The start
実行部67は、開始要求判定部66によってフィルタ再生制御の開始要求があると判定されているときにフィルタ再生制御を開始する。また、フィルタ再生制御を開始した後、後述する終了要求判定部69によってフィルタ再生制御の終了要求があると判定されているときに、フィルタ再生制御を終了する。フィルタ再生制御では、例えば、目標燃料噴射量が理論空燃比となる燃料量よりも多くなるように噴射弁制御部61を制御することで、排気通路20に未燃燃料を含んだ排気が排出されるようにする。未燃燃料は、酸化触媒30において酸化反応により燃焼し、排気の温度を上昇させる。PMを燃焼可能なほど高温になった排気がPMフィルタ31に流れると、PMフィルタ31に捕集されたPMは燃焼して除去される。なお、以下では、PMが燃焼可能な排気の温度を再生温度という。
The
PM燃焼量推定部68は、フィルタ再生制御によって燃焼除去されたPMの量であるPM燃焼量を算出する。本実施形態では、PM燃焼量推定部68は、排気温度センサ40からの出力信号に基づいて算出される第2排気管23内の排気の温度に基づき、フィルタ再生制御によって燃焼除去されたPMの量であるPM燃焼量を算出する。なお、第2排気管23内の排気の温度とPM燃焼量との関係を示すマップは予め実験やシミュレーションによって求められて記憶されている。
The PM combustion
終了要求判定部69は、フィルタ再生制御の終了要求があるか否かを判定する。終了要求判定部69は、フィルタ再生制御の開始後、PM堆積量算出部64によって算出されたPM堆積量Prが第2所定量以下となっているときに終了要求があると判定する。第2所定量は、PMフィルタ31におけるPMの堆積量の許容上限値よりも相応に少ない量であって、第1所定量よりも少ない量に設定されている。第2所定量は、予め実験やシミュレーションによって求められて制御装置60に記憶されている。
The end
イグニッションスイッチ操作判定部70は、イグニッションスイッチ47からの出力信号に基づいて、イグニッションスイッチ47がオン状態からオフ状態へ切り替えられたか否か、及びイグニッションスイッチ47がオフ状態からオン状態へ切り替えられたか否かを判定する。
The ignition switch
基準点学習部71は、差圧センサ41の出力信号における基準点を学習する。差圧センサ41は、前後差圧ΔPが「0」となっているときの基準電圧が個体毎に異なる。そのため、基準点学習部71は、イグニッションスイッチ47がオン状態からオフ状態へ切り替えられた後、イグニッションスイッチ47がオフ状態からオン状態へ切り替えられる前であって、前後差圧ΔPがほぼ0となっている状態における差圧センサ41の出力電圧に基づいて基準点を学習し、該基準点を所定の値とするための学習値を記憶する。このように、学習値は、内燃機関の停止後から該内燃機関の始動開始までの期間における差圧センサ41の状態に基づいて算出される。
The reference point learning unit 71 learns the reference point in the output signal of the
異常判定部72は、イグニッションスイッチ操作判定部70によって、イグニッションスイッチ47がオフ状態からオン状態へ切り替えられたと判定されたときに、基準点学習部71によって学習された学習値に基づいて差圧センサ41の異常判定を行う。本実施形態では、異常判定部72は、上記学習値が上限判定値以上であること、または上記学習値が下限判定値未満であるときに、差圧センサ41が異常であると判定する。なお、上述したように、学習値は、内燃機関の停止後から該内燃機関の始動開始までの期間における差圧センサ41の状態に基づいて算出されることから、異常判定部72では、内燃機関の停止後から該内燃機関の始動開始までの期間における差圧センサ41の状態に基づいて該差圧センサ41の異常判定を行う。
The
補正処理部73は、イグニッションスイッチ操作判定部70によって、イグニッションスイッチ47がオフ状態からオン状態へ切り替えられた後であって、内燃機関を始動する際に、第1推定量PMfを第2推定量PMcに基づいて補正する補正処理を実行する。補正処理は、イグニッションスイッチ47がオフ状態からオン状態へ切り替えられて、異常判定部72によって差圧センサ41の異常判定が行われた後に実行される。補正処理部73は、異常判定部72によって差圧センサ41が正常であると判定されているときには補正処理を実行し、差圧センサ41が異常であると判定されているときには補正処理を実行しない。なお、内燃機関を始動する際とは、イグニッションスイッチ47がオフ状態からオン状態に切り替えられたときから、内燃機関の始動が終了するまでの期間である。内燃機関の始動は、完爆が終了して内燃機関がアイドル運転状態となったときに終了する。アイドル運転状態になったか否かは、例えば内燃機関の回転速度が所定回転速度よりも高い状態が所定時間継続したか否かで判定することができる。
The
補正処理部73は、偏差記憶部65に記憶されている偏差ΔPMが「0」よりも小さいとき(ΔPM<0)、すなわち、第1推定量PMfが第2推定量PMcに比して多いときには、補正処理において第1推定量PMfを減量補正する。この場合、補正処理部73はまず、偏差ΔPMに基づいて補正量を算出する。
When the deviation ΔPM stored in the
図3に示すように、補正処理部73には、偏差ΔPMと補正量との関係を示すマップが予め実験やシミュレーションによって求められて記憶されている。図3に示すように、第1推定量PMfを減量補正する際の補正量は、偏差ΔPMが「0」から該「0」よりも小さい所定量P1までの領域では、該偏差ΔPMが小さいときほど多くなる。補正処理部73は、補正量を算出すると、第1推定量算出部62において算出された第1推定量PMfから補正量を減算することで補正後の第1推定量PMfを算出する。偏差ΔPMが「0」から所定量P1までの領域では、補正量は、第1推定量PMfを第2推定量PMcと等しい値に補正するために設定されており、これにより、補正処理によって、第1推定量PMfの値が第2推定量PMcと等しい値になる。
As shown in FIG. 3, in the
また、図3に示すように、第1推定量PMfの補正量には上限が設定されている。すなわち、偏差ΔPMが所定量P1以下のときには、それ以上偏差ΔPMが小さくなっても、補正量は変化せず上限値Fuと等しい値となる。このように補正量の上限が設定されていることから、第1推定量PMfと第2推定量PMcとの差が大きく、偏差ΔPMが所定量P1以下であるときには、一度の補正処理では第1推定量PMfの値が第2推定量PMcと等しい値までは減量されない。 Further, as shown in FIG. 3, an upper limit is set for the correction amount of the first estimated amount PMf. That is, when the deviation ΔPM is a predetermined amount P1 or less, the correction amount does not change and becomes a value equal to the upper limit value Fu even if the deviation ΔPM becomes smaller. Since the upper limit of the correction amount is set in this way, when the difference between the first estimated amount PMf and the second estimated amount PMc is large and the deviation ΔPM is the predetermined amount P1 or less, the first correction process is performed once. The estimator PMf is not reduced to a value equal to the second estimator PMc.
また、補正処理部73は、偏差記憶部65に記憶されている偏差ΔPMが「0」よりも大きいとき(ΔPM>0)、すなわち、第1推定量PMfが第2推定量PMcに比して少ないときには、補正処理において第1推定量PMfを増量補正する。この場合、補正処理部73は、偏差ΔPMと等しい値を第1推定量算出部62において算出された第1推定量PMfに加算することで補正後の第1推定量PMfを算出する。これにより、一度の補正処理において、第1推定量PMfの値が第2推定量PMcと等しい値になるように補正される。このように、補正処理部73では、第1推定量PMfを減量補正する際の補正量に上限が設定されている。すなわち、偏差ΔPMが所定量P1以下となった場合には、偏差ΔPM分のずれを解消する上で必要となる補正量よりも1回の補正処理における補正量が少なくなるため、この場合、第1推定量PMfの減量補正を行うときには、増量補正を行うときに比して第1推定量PMfの補正度合いを小さくできる。
Further, in the
なお、第1推定量算出部62では、第1推定量PMfが補正処理部73によって補正された場合、補正後の第1推定量PMfに対してPM排出量を積算することで第1推定量PMfを算出する。
In the first
図2に示すように、報知部74は、異常判定部72によって、差圧センサ41が異常であると判定されたときに、報知ランプ49を点灯させて異常を報知する。
図4のフローチャートを参照して、制御装置60が実行する補正処理に係る一連の処理の流れについて説明する。この一連の処理は、所定の周期毎に実行される。
As shown in FIG. 2, when the
A series of processing flows related to the correction processing executed by the
図4に示すように、制御装置60がこの一連の処理を開始すると、まずイグニッションスイッチ操作判定部70が、イグニッションスイッチ47がオフ状態からオン状態へ切り替えられたか否かを判定する(ステップS400)。内燃機関の始動操作が実行され、イグニッションスイッチ47がオフ状態からオン状態に切り替えられると、ステップS400の処理において肯定判定となる(ステップS400:YES)。この場合、次に異常判定部72が差圧センサ41の異常判定を行う(ステップS401)。なお、イグニッションスイッチ操作判定部70は、前回の処理で判定したイグニッションスイッチ47の状態がオフ状態であり、今回の処理で判定したイグニッションスイッチ47の状態がオン状態であるときに、イグニッションスイッチ47がオフ状態からオン状態へ切り替えられたと判定する。
As shown in FIG. 4, when the
ステップS401の処理において、異常判定部72は、基準点学習部71によって学習された学習値に基づいて差圧センサ41の異常判定を行う。この学習値は、ステップS400の処理においてイグニッションスイッチ47がオフ状態からオン状態へ切り替えられたと判定される直前のイグニッションスイッチ47がオフ状態となっている期間に算出される。学習値が上限判定値以上または下限判定値未満であるときには、異常判定部72は差圧センサ41が異常であると判定する。この場合、報知部74は、報知ランプ49を点灯させて異常を報知する。また、学習値が上限判定値未満であって下限判定値以上であるときには、異常判定部72は差圧センサ41が正常であると判定する。このように、異常判定部72が、内燃機関の停止後から該内燃機関の始動開始までの期間における差圧センサ41の状態に基づいて該差圧センサ41の異常判定を行うと、次に補正処理部73は、異常判定部72によって差圧センサ41が正常であると判定されたか否かを判定する(ステップS402)。
In the process of step S401, the
補正処理部73は、差圧センサ41が正常であると判定されている場合(ステップS402:YES)、ステップS403の処理に移行して補正処理を実行する。補正処理ではまず、偏差記憶部65に記憶されている偏差ΔPMが「0」よりも小さいか否かが判定される(ステップS403)。ステップS403の処理において、偏差ΔPMが「0」よりも小さいと判定された場合(ステップS403:YES)、すなわち、第1推定量PMfが第2推定量PMcに比して多い場合、補正処理部73は、偏差ΔPMに基づいて算出した補正量を第1推定量PMfから減算する。これにより、第1推定量PMfを減量補正する(ステップS404)。補正処理部73が第1推定量PMfを減量補正すると、制御装置60は、補正処理に係る一連の処理を終了する。
When the
また、ステップS403の処理において、偏差ΔPMが「0」よりも小さくないと判定された場合(ステップS403:NO)、補正処理部73は、偏差ΔPMが「0」よりも大きいか否かを判定する(ステップS405)。ステップS405の処理において、偏差ΔPMが「0」よりも大きいと判定した場合(ステップS405:YES)、すなわち、第1推定量PMfが第2推定量PMcに比して少ない場合、補正処理部73は、偏差ΔPMを第1推定量PMfに加算する。これにより、第1推定量PMfを増量補正する(ステップS406)。補正処理部73が第1推定量PMfを増量補正すると、制御装置60は、補正処理に係る一連の処理を終了する。
Further, in the process of step S403, when it is determined that the deviation ΔPM is not smaller than “0” (step S403: NO), the
一方、ステップS405の処理において、偏差ΔPMが「0」よりも大きくないと判定された場合(ステップS405:NO)、すなわち、第1推定量PMfの値と第2推定量PMcの値とが等しい場合、補正処理部73は第1推定量PMfを補正しない。この場合、第1推定量PMfが補正されることなく、制御装置60によってこの補正処理に係る一連の処理が終了される。なお、補正処理において、第1推定量PMfが増量補正または減量補正されたときには、偏差記憶部65は偏差ΔPMを「0」にリセットする。偏差記憶部65はその後、第2推定量算出部63が第2推定量PMcを算出する運転領域になったときに、算出された第2推定量PMcと第1推定量PMfとに基づいて偏差ΔPMを算出して記憶する。
On the other hand, in the process of step S405, when it is determined that the deviation ΔPM is not larger than “0” (step S405: NO), that is, the value of the first estimator PMf and the value of the second estimator PMc are equal. In this case, the
また、ステップS401の処理において、異常判定部72によって差圧センサ41が異常であると判定されている場合には、ステップS402の処理において否定判定となり(ステップS402:NO)、以降のステップS403〜ステップS406までの補正処理が行われない。その後、制御装置60によってこの補正処理に係る一連の処理が終了される。
Further, in the process of step S401, if the
また、ステップS400の処理において、イグニッションスイッチ47がオフ状態からオン状態へ切り替えられていないと判定された場合(ステップS400:NO)、制御装置60は以降の処理を実行せずに、補正処理に係る一連の処理を終了する。なお、第1推定量算出部62では、ステップS404及びステップS406の処理によって第1推定量PMfが補正された場合、その後、内燃機関の運転状態に基づいて上記単位時間毎に算出したPM排出量を補正後の第1推定量PMfに対して積算することで第1推定量PMfを算出する。
Further, in the process of step S400, when it is determined that the
次に、図5のフローチャートを参照して、制御装置60が実行するフィルタ再生制御に係る一連の処理の流れについて説明する。この一連の処理は、内燃機関が運転状態であるときに所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
Next, a series of processing flows related to the filter regeneration control executed by the
図5に示すように、この一連の処理を開始すると、制御装置60はまず差圧センサ41が正常であるか否かを判定する(ステップS500)。上述した再生処理に係る一連の処理は、内燃機関が始動する際に実行されるものであり、この一連の処理よりも早いタイミングで実行される。そのため、ステップS500の処理では、制御装置60は、再生処理に係る一連の処理において異常判定部72が実行する異常判定(図4のステップS401の処理)の結果に基づいて差圧センサ41が正常であるか否かを判定する。
As shown in FIG. 5, when this series of processes is started, the
ステップS500の処理において、制御装置60が差圧センサ41は正常であると判定した場合(ステップS500:YES)、制御装置60は、内燃機関の運転領域が第2推定量PMcが算出される運転領域であるか否かを判定する(ステップS501)。前後差圧ΔPが相応に大きく、機関回転速度NEが安定しているときには、制御装置60は、第2推定量PMcが算出される運転領域であると判定し(ステップS501:YES)、ステップS502の処理に移行する。ステップS502の処理では、PM堆積量算出部64が、第1推定量PMfと第2推定量PMcのうち値の大きい方をPM堆積量Prとして算出する。その後、偏差記憶部65が、第2推定量PMcから第1推定量PMfを減算した値を偏差ΔPMとして算出して記憶する(ステップS503)。
In the process of step S500, when the
一方で、ステップS501の処理において、第2推定量PMcが算出される運転領域ではないと判定された場合(ステップS501:NO)、次に、制御装置60は偏差記憶部65に記憶されている偏差ΔPMが「0」よりも大きいか否かを判定する(ステップS504)。偏差ΔPMが「0」よりも大きい場合には、補正処理の実行後に偏差ΔPMが「0」にリセットされた後に第2推定量PMcが算出される運転領域となる状況が既に発生していて、そのときの運転領域において第2推定量算出部63によって算出された第2推定量PMcが第1推定量算出部62によって算出された第1推定量PMfよりも大きかったと判断できる。そのため、ステップS504の処理において肯定判定となった場合(ステップS504:YES)には、PM堆積量算出部64は、第1推定量PMfと偏差記憶部65に記憶されている偏差ΔPMとを加算した値をPM堆積量Prとして算出する(ステップS505)。
On the other hand, in the process of step S501, when it is determined that the second estimated amount PMc is not in the operation region to be calculated (step S501: NO), then the
また、ステップS500の処理において差圧センサ41が異常であると判定された場合(ステップS500:NO)、及びステップS504の処理において否定判定となった場合(ステップS504:NO)、PM堆積量算出部64は、第1推定量PMfをPM堆積量Prとして算出する(ステップS506)。
Further, when the
こうしてPM堆積量Prを算出すると、ステップS507の処理に移行して、開始要求判定部66がフィルタ再生制御の開始要求があるか否かを判定する。PM堆積量Prが第1所定量以上であると判定されていて、フィルタ再生制御の開始要求があると判定された場合には(ステップS507:YES)、実行部67がフィルタ再生制御を開始する(ステップS508)。その後、終了要求判定部69がフィルタ再生制御の終了要求があるか否かを判定する(ステップS509)。ステップS509の処理において、フィルタ再生制御の開始直後は、フィルタ再生制御が開始されてからのPM燃焼量が少ないことから、PM堆積量算出部64によって算出されるPM堆積量Prは第2所定量を超えており、終了要求がないと判定される(ステップS509:NO)。終了要求がないと判定された場合には、制御装置60は、ステップS509の処理を繰り返し実行する。その後、相応の時間が経過して、フィルタ再生制御が開始されてからのPM燃焼量が多くなり、PM堆積量算出部64によって算出されたPM堆積量Prが第2所定量以下となると、終了要求があると判定される(ステップS509:YES)。この場合には、次のステップS510の処理に移行する。ステップS510の処理では、実行部67がフィルタ再生制御を終了する。これにより、フィルタ再生制御に係る一連の処理を終了する。
When the PM deposition amount Pr is calculated in this way, the process proceeds to step S507, and the start
また、ステップS507の処理において、PM堆積量Prが第1所定量未満であるときには、開始要求判定部66はフィルタ再生制御の開始要求がないと判定する(ステップS507:NO)。この場合には、制御装置60は、以降のステップS508〜ステップS510までの処理、すなわちフィルタ再生制御を実行せずに、この一連の処理を終了する。
Further, in the process of step S507, when the PM accumulation amount Pr is less than the first predetermined amount, the start
本実施形態の作用及び効果について、図6及び図7を参照して説明する。まず図6を参照して、差圧センサが正常である場合を例に説明する。
(1)図6(a)に示すように、タイミングt610においてイグニッションスイッチ47がオン状態からオフ状態に切り替えられると、内燃機関は停止状態となる。この状態において、基準点学習部71は、差圧センサ41の出力信号における基準点を学習し、該基準点を所定の値とするための学習値を記憶する。
The operation and effect of this embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. First, a case where the differential pressure sensor is normal will be described with reference to FIG.
(1) As shown in FIG. 6A, when the
その後、タイミングt611においてイグニッションスイッチ47がオフ状態からオン状態に切り替えられると、内燃機関が始動され、停止状態から始動状態となる。タイミングt611の後、内燃機関の運転状態がアイドル運転状態となったタイミングt613までが内燃機関の始動状態となる。また、内燃機関の運転状態がアイドル運転状態となったタイミングt613以降を、通常運転状態という。上述したように、制御装置60は、内燃機関の運転状態がアイドル運転状態になったか否かを内燃機関の回転速度が所定回転速度よりも高い状態が所定時間継続したか否かで判定する。本実施形態において、内燃機関を始動する際とは内燃機関が始動状態である期間内をいう。
After that, when the
タイミングt611において内燃機関が始動されると、再生処理に係る一連の処理が実行され、まず異常判定部72により差圧センサ41の異常判定が行われる。図6に示す例では、差圧センサ41が正常であることから、図6(c)に示すように、タイミングt611における異常判定では差圧センサ41が正常であると判定される。そのため、図6(d)に示すように、報知ランプ49は点灯しない。
When the internal combustion engine is started at the timing t611, a series of processes related to the regeneration process is executed, and the
その後、タイミングt611よりも遅いタイミングt612において、補正処理部73によって補正処理が実行される。タイミングt610の直前であって、内燃機関が運転状態であるときに偏差記憶部65によって記憶された偏差ΔPMは「0」である。この場合、タイミングt612において実行される補正処理では、第1推定量PMfの値と第2推定量PMcの値とが等しいことから、補正処理において第1推定量PMfは変化しない。
After that, at the timing t612 later than the timing t611, the
図6(b)に実線で示すように、タイミングt611以降は、第1推定量算出部62が、内燃機関の運転状態に基づいて第1推定量PMfを算出する。タイミングt611からタイミングt614までの間は、内燃機関の機関回転速度NEの変化が大きく、第2推定量PMcが算出されない運転領域となっていて、偏差記憶部65によって記憶された偏差ΔPMは「0」である。そのため、タイミングt611においてPM堆積量算出部64がPM堆積量Prの算出を開始すると、以降は、第1推定量PMfがPM堆積量Prとして算出される。
As shown by the solid line in FIG. 6B, after the timing t611, the first
タイミングt614では、前後差圧ΔPが相応に大きくなり、機関回転速度NEが安定することで、差圧センサ41によって検出される前後差圧ΔPとPMフィルタ31に堆積したPMの量とが相関関係を有する内燃機関の運転状態となる。そのため、第2推定量算出部63は、差圧センサ41によって検出した前後差圧ΔPに基づいて、第2推定量PMcを算出する。図6(b)に一点鎖線で示す第1推定量PMfよりも第2推定量PMcの方が値が大きいことから、PM堆積量算出部64は、図6(b)に実線で示すように第2推定量PMcをPM堆積量Prとして算出する。
At the timing t614, the front-rear differential pressure ΔP becomes correspondingly large and the engine rotation speed NE stabilizes, so that the front-rear differential pressure ΔP detected by the
その後、タイミングt615において、内燃機関の機関回転速度NEが変化する等して第2推定量PMcが算出されない運転領域となると、第2推定量算出部63は、前後差圧ΔPに基づいた第2推定量PMcの算出を停止する。図6に示す例では、タイミングt614からタイミングt615の間の期間において、第2推定量PMcが算出される。そして、第2推定量PMcが算出されると、偏差記憶部65が第1推定量PMfを第2推定量PMcから減算した偏差ΔPMを算出して記憶する。偏差ΔPMは、最も遅く算出されたものが記憶されることとなる。すなわちタイミングt615において算出された偏差ΔPMが偏差ΔPM(1)として記憶される。偏差ΔPM(1)は「0」よりも大きい。これにより、図6(b)に実線で示すように、PM堆積量算出部64は、タイミングt615以降は、第1推定量PMfに偏差ΔPM(1)を加算した値をPM堆積量Prとして算出する。
After that, at the timing t615, when the operating region in which the second estimator PMc is not calculated due to a change in the engine rotation speed NE of the internal combustion engine or the like, the second
図6(a)に示すように、その後のタイミングt616においてイグニッションスイッチ47がオン状態からオフ状態に切り替えられると、内燃機関は停止状態となる。この状態になると、基準点学習部71は再び、差圧センサ41の出力信号における基準点を学習し、該基準点を所定の値とするための学習値を記憶する。なお、内燃機関が停止状態のときには、PM堆積量Prは算出されないため「0」となる。また、制御装置60は、内燃機関が停止状態の間、第1推定量PMf及び偏差ΔPM(1)の値を保持する。
As shown in FIG. 6A, when the
その後、タイミングt617においてイグニッションスイッチ47がオフ状態からオン状態に切り替えられると、内燃機関が始動され、停止状態から始動状態となる。これにより、再生処理に係る一連の処理が開始され、タイミングt617において差圧センサ41の異常判定が実行されるとともに、タイミングt617よりも遅いタイミングt618において補正処理が実行される。また、内燃機関が始動されるとPM堆積量算出部64はPM堆積量Prの算出を開始し、タイミングt617では、制御装置60に保持された第1推定量PMfと偏差ΔPM(1)とを加算した値がPM堆積量Prとして算出される。
After that, when the
補正処理では、タイミングt616直前の内燃機関が運転状態であるときに(タイミングt611〜タイミングt616)、偏差記憶部65によって記憶された偏差ΔPM(1)に基づいて第1推定量PMfを補正する。この補正処理では、偏差ΔPM(1)は「0」よりも大きいことから、補正後の第1推定量PMfの値が第2推定量PMcと等しい値となるように第1推定量PMfを増量補正する。タイミングt618では、このタイミングt618において仮に第2推定量算出部63によって第2推定量PMcを算出したとするときの第2推定量PMcの値と、補正前の第1推定量PMfの値との差は上記偏差ΔPM(1)と等しいとみなすことができる。そのため、第1推定量PMfに偏差ΔPMを加算することで、補正後の第1推定量PMfを、タイミングt618において仮に第2推定量算出部63によって第2推定量PMcを算出したとするときの第2推定量PMcと等しい値にする。このように、補正前の第1推定量PMfを偏差ΔPM分増大させることにより、一度の補正処理によって第1推定量PMfと第2推定量PMcとのずれを解消し、補正後の第1推定量PMfの値を第2推定量PMcと等しい値にすることができる。すなわち、図6(b)に一点鎖線で示すように、タイミングt618では、第1推定量PMfが増大する。こうして第1推定量PMfを増量補正すると、偏差記憶部65は記憶している偏差ΔPMを「0」にリセットする。タイミングt618では、第2推定量PMcが算出されておらず、偏差ΔPMが「0」であることから、補正後の第1推定量PMfがPM堆積量Prとして算出される。
In the correction process, when the internal combustion engine immediately before the timing t616 is in the operating state (timing t611 to timing t616), the first estimator PMf is corrected based on the deviation ΔPM (1) stored by the
タイミングt618以降は、第1推定量算出部62が、補正後の第1推定量PMfに内燃機関の運転状態に基づいて算出したPM排出量を積算することで第1推定量PMfを算出する。タイミングt618からタイミングt619までの間は、第2推定量PMcが算出されない運転領域であるため、第1推定量PMfが増大することに伴いPM堆積量Prが増大する。
After the timing t618, the first
そして、図6(b)に実線で示すようにPM堆積量Prが第1所定量以上となったタイミングt619において、フィルタ再生制御の開始要求があると判定され、図6(e)に示すように、フィルタ再生制御に係る一連の処理が開始される。フィルタ再生制御が開始されると、PMフィルタ31に捕集されているPMが燃焼除去され、図6(b)に実線で示すようにPM堆積量Prは減少する。
Then, as shown by the solid line in FIG. 6B, it is determined that there is a request to start the filter regeneration control at the timing t619 when the PM accumulation amount Pr becomes the first predetermined amount or more, and as shown in FIG. 6E. In addition, a series of processes related to filter regeneration control is started. When the filter regeneration control is started, the PM collected by the
そして、PM堆積量Prが第2所定量以下となったタイミングt620において、図6(e)に示すようにフィルタ再生制御が終了される。その後は、内燃機関の運転状態が継続していることから、図6(b)に示すように、第1推定量PMfの増大に伴いPM堆積量Prも増大する。 Then, at the timing t620 when the PM deposition amount Pr becomes equal to or less than the second predetermined amount, the filter regeneration control is terminated as shown in FIG. 6 (e). After that, since the operating state of the internal combustion engine continues, as shown in FIG. 6B, the PM deposition amount Pr also increases as the first estimated amount PMf increases.
タイミングt620から相応の時間が経過したタイミングt621において、内燃機関の運転状態が前後差圧ΔPとPMフィルタ31に堆積したPMの量とが相関関係を有する内燃機関の運転状態となる。これにより、第2推定量算出部63が第2推定量PMcを算出する。タイミングt621では、図6(b)に二点鎖線で示すように、第1推定量PMfよりも第2推定量PMcの方が値が小さい。そのため、PM堆積量算出部64は、図6(b)に実線で示すように第1推定量PMfをPM堆積量Prとして算出する。
At the timing t621 when a corresponding time has passed from the timing t620, the operating state of the internal combustion engine becomes the operating state of the internal combustion engine in which the front-rear differential pressure ΔP and the amount of PM deposited on the
その後、タイミングt622において、イグニッションスイッチ47がオン状態からオフ状態に切り替えられると、内燃機関は停止状態となる。タイミングt621から内燃機関が停止されるタイミングt622までの期間において第2推定量PMcが算出される。偏差記憶部65は、タイミングt622における第1推定量PMfと第2推定量PMcとの偏差を偏差ΔPM(2)として算出して記憶する。偏差ΔPM(2)は「0」よりも小さい値となる。また、内燃機関が停止状態になると、基準点学習部71は再び、差圧センサ41の出力信号における基準点を学習し、該基準点を所定の値とするための学習値を記憶する。タイミングt622以降は、内燃機関が停止状態であるため、PM堆積量Prは「0」となる。
After that, when the
その後、タイミングt623においてイグニッションスイッチ47がオフ状態からオン状態に切り替えられると、内燃機関が始動され、停止状態から始動状態となる。これにより、再生処理に係る一連の処理が開始され、タイミングt623において差圧センサ41の異常判定が実行されるとともに、タイミングt623よりも遅いタイミングt624において補正処理が実行される。また、内燃機関が始動されるとPM堆積量算出部64はPM堆積量Prの算出を開始する。タイミングt623では、偏差ΔPM(2)は「0」よりも小さい値であることから、制御装置60に保持された第1推定量PMfがPM堆積量Prとして算出される。
After that, when the
タイミングt624における補正処理では、タイミングt622直前の内燃機関が運転状態であるときに(タイミングt617〜タイミングt622)、偏差記憶部65によって記憶された偏差ΔPM(2)に基づいて第1推定量PMfを補正する。この補正処理では、偏差ΔPM(2)は「0」よりも小さいことから、図3に示すマップに基づいて算出した補正量を第1推定量PMfから減算することで、第1推定量PMfを減量補正する。この例では、偏差ΔPM(2)が所定量P1以下であることから、補正量は上限値Fuと等しい値が算出される。タイミングt624では、このタイミングt624において仮に第2推定量算出部63によって第2推定量PMcを算出したとするときの第2推定量PMcの値と、補正前の第1推定量PMfの値との差は上記偏差ΔPM(2)と等しいとみなすことができる。上限値Fuは偏差ΔPM(2)よりも小さい値である。そのため、補正前の第1推定量PMfから補正量である上限値Fuを減算した補正後の第1推定量PMfは、タイミングt624において仮に第2推定量算出部63によって第2推定量PMcを算出したとするときの第2推定量PMcと等しい値(≒タイミングt622における第2推定量PMc)にはならず、該第2推定量PMcよりも多い値となる。以降は、第2推定量PMcが算出される運転領域となるまでは、第1推定量PMfがPM堆積量Prとして算出される。なお、タイミングt624以降に記憶された偏差ΔPMが「0」よりも小さい場合には、次に内燃機関を始動する際に実行される補正処理において、第1推定量PMfが減量補正される。このように、複数回の補正処理を実行することで、補正後の第1推定量PMfの値は第2推定量PMcと等しい値となる。その結果、第1推定量PMfと第2推定量PMcとのずれが解消される。
In the correction process at the timing t624, when the internal combustion engine immediately before the timing t622 is in the operating state (timing t617 to timing t622), the first estimator PMf is calculated based on the deviation ΔPM (2) stored by the
本実施形態では、内燃機関を始動する際に、内燃機関の運転状態に基づいて算出された第1推定量PMfを、PMフィルタ31の前後差圧ΔPに基づいて算出された第2推定量PMcに基づいて補正する。PMフィルタ31の前後差圧ΔPは差圧センサ41によって検出される。差圧センサ41については、内燃機関の停止後から該内燃機関の始動開始までの期間における状態に基づいて異常判定がなされることから、内燃機関を始動する際のタイミングで差圧センサ41の異常判定を行うことが適切である。そのため、内燃機関を始動する際のタイミングであれば、差圧センサ41が正常であることに裏付けられた第2推定量PMcの算出が可能となり、第2推定量PMcの算出に正確性を担保することが可能となる。なお、第1推定量PMfは、内燃機関の運転状態に基づいて算出されるものであり、算出可能な運転領域が広い。一方で、差圧センサ41によって検出される前後差圧ΔPとPMフィルタ31に堆積したPMの量とが相関関係を有するときの内燃機関の運転領域は限定的であるため、第2推定量PMcの算出可能な運転領域は狭い。実際にPMフィルタ31に堆積したPMの量の影響は、PMフィルタ31の前後差圧ΔPに反映されることから、第2推定量PMcは、第1推定量PMfに比して、PMフィルタ31に堆積している実際のPMの量を反映しやすい。したがって、算出可能な運転領域が広い第1推定量PMfを、差圧センサ41の異常判定がなされる上で適切となるタイミングを考慮して第2推定量PMcに基づいて補正することで、第1推定量PMfを第2推定量PMcによって補正してPM堆積量Prを算出する際に、PM堆積量Prの算出精度が低下することを抑えることができる。
In the present embodiment, when the internal combustion engine is started, the first estimated amount PMf calculated based on the operating state of the internal combustion engine is converted into the second estimated amount PMc calculated based on the front-rear differential pressure ΔP of the
(2)上記実施形態では、タイミングt618において第1推定量PMfを増量補正するときには、一度の補正処理において補正後の第1推定量PMfが第2推定量PMcと等しい値となるように第1推定量PMfが増量される。一方で、タイミングt624において第1推定量PMfを減量補正するときには、補正量に上限が設けられている。すなわち、偏差ΔPMが所定量P1以下となったときには、偏差ΔPM分のずれを解消する上で必要となる補正量よりも1回の補正処理における補正量が少なくなる。そのため、この場合、第1推定量PMfの減量補正を行うときには、増量補正を行うときに比して第1推定量PMfの補正度合いを小さくできる。第1推定量PMfが第2推定量PMcに比して多いときには、フィルタ再生制御の実行判断のためのパラメータであるPM堆積量Prとして第1推定量PMfが用いられる。そのため、第1推定量PMfを減量補正する場合の補正度合いを小さくすることで、仮に差圧センサ41の外乱などの影響により第2推定量PMcの正確性が低下するような状況が生じたとしても、PM堆積量Prの急な変化を抑えることができる。その結果、第1推定量PMfを第2推定量PMcに基づいて補正する際に、補正後の第1推定量PMfが実際にPMフィルタに堆積しているPMの量よりも少ない量となることを抑えることができ、PM堆積量Prの設定を適切なものとすることができる。
(2) In the above embodiment, when the first estimated amount PMf is increased and corrected at the timing t618, the first estimated amount PMf after the correction is equal to the second estimated amount PMc in one correction process. The estimator PMf is increased. On the other hand, when the first estimated amount PMf is reduced and corrected at the timing t624, the upper limit of the correction amount is set. That is, when the deviation ΔPM becomes a predetermined amount P1 or less, the correction amount in one correction process is smaller than the correction amount required to eliminate the deviation by the deviation ΔPM. Therefore, in this case, when the reduction correction of the first estimated amount PMf is performed, the correction degree of the first estimated amount PMf can be made smaller than that when the increase correction is performed. When the first estimator PMf is larger than the second estimator PMc, the first estimator PMf is used as the PM deposition amount Pr, which is a parameter for determining the execution of the filter regeneration control. Therefore, by reducing the degree of correction when the first estimated amount PMf is reduced and corrected, it is assumed that the accuracy of the second estimated amount PMc is lowered due to the influence of the disturbance of the
(3)第1推定量PMfを増量補正するときには、一度の補正処理において補正後の第1推定量PMfが第2推定量PMcと等しい値となるように第1推定量PMfを増量している。そのため、第1推定量PMfの値が第2推定量PMcと等しい値になるまで複数回の補正処理を実行して徐々に増量補正する構成に比して、算出したPM堆積量Prが実際にPMフィルタに堆積しているPMの量よりも少ない量となる状態を早期に回避しやすくなる。 (3) When the first estimated amount PMf is increased and corrected, the first estimated amount PMf is increased so that the corrected first estimated amount PMf becomes a value equal to the second estimated amount PMc in one correction process. .. Therefore, the calculated PM deposit amount Pr is actually calculated as compared with the configuration in which the correction process is executed a plurality of times until the value of the first estimated amount PMf becomes equal to the value of the second estimated amount PMc and the amount is gradually increased and corrected. It becomes easy to avoid a state where the amount of PM is less than the amount of PM accumulated in the PM filter at an early stage.
(4)上記実施形態では、第1推定量PMfを減量補正する場合、一度の補正処理における第1推定量PMfの補正量に上限を設定している。これにより、一度の補正処理において、第1推定量PMfの値が第2推定量PMcと等しい値まで減量され難くなるため、複数回の補正処理を実行することによって、第1推定量PMfの値を徐々に第2推定量PMcと等しい値まで減量させることができる。したがって、差圧センサ41の検出信号の一時的な乱れ等に起因して、補正後の第1推定量PMfの値が実際のPM堆積量Prの値よりも低くなることを抑えることができ、PM堆積量Prの設定を適切なものとすることができる。
(4) In the above embodiment, when the first estimated amount PMf is reduced and corrected, an upper limit is set for the correction amount of the first estimated amount PMf in one correction process. As a result, the value of the first estimator PMf is less likely to be reduced to a value equal to the second estimator PMc in one correction process. Therefore, by executing the correction process a plurality of times, the value of the first estimator PMf is reduced. Can be gradually reduced to a value equal to the second estimator PMc. Therefore, it is possible to prevent the value of the corrected first estimated amount PMf from becoming lower than the value of the actual PM accumulation amount Pr due to the temporary disturbance of the detection signal of the
(5)次に、図7を参照して、差圧センサ41に異常が生じた場合を例に説明する。
図7(a)に示すように、タイミングt710においてイグニッションスイッチ47がオン状態からオフ状態に切り替えられると、内燃機関は停止状態となる。この状態において、基準点学習部71は、差圧センサ41の出力信号における基準点を学習し、該基準点を所定の値とするための学習値を記憶する。
(5) Next, with reference to FIG. 7, a case where an abnormality occurs in the
As shown in FIG. 7A, when the
その後、タイミングt711においてイグニッションスイッチ47がオフ状態からオン状態に切り替えられると、内燃機関が始動され、停止状態から始動状態となる。タイミングt711の後、内燃機関の運転状態がアイドル運転状態となったタイミングt713までが内燃機関の始動状態となる。また、内燃機関の運転状態がアイドル運転状態となったタイミングt713以降を、通常運転状態という。
After that, when the
タイミングt711において内燃機関が始動されると、再生処理に係る一連の処理が実行され、まず異常判定部72により差圧センサ41の異常判定が行われる。図7に示す例では、図7(c)に示すように、タイミングt711における異常判定では差圧センサ41が正常であると判定される。そのため、図7(d)に示すように、報知ランプ49は点灯しない。
When the internal combustion engine is started at the timing t711, a series of processes related to the regeneration process is executed, and the
その後、タイミングt711よりも遅いタイミングt712において、補正処理部73によって補正処理が実行される。この補正処理では、偏差記憶部65によって記憶された偏差ΔPMは「0」であり、第1推定量PMfの値と第2推定量PMcの値とが等しいことから、第1推定量PMfは補正されない。
After that, at the timing t712 later than the timing t711, the
図7(b)に実線で示すように、タイミングt711以降は、第1推定量算出部62が、内燃機関の運転状態に基づいて第1推定量PMfを算出する。タイミングt711からタイミングt714までの間は、内燃機関の機関回転速度NEの変化が大きく、第2推定量PMcが算出されない運転領域となっていて、偏差記憶部65によって記憶された偏差ΔPMは「0」である。そのため、タイミングt711においてPM堆積量算出部64がPM堆積量Prの算出を開始すると、以降は、第1推定量PMfがPM堆積量Prとして算出される。
As shown by the solid line in FIG. 7B, after the timing t711, the first
タイミングt714では、前後差圧ΔPが相応に大きくなり、機関回転速度NEが安定することで、差圧センサ41によって検出される前後差圧ΔPとPMフィルタ31に堆積したPMの量とが相関関係を有する内燃機関の運転状態となる。そのため、第2推定量算出部63は、差圧センサ41によって検出した前後差圧ΔPに基づいて、第2推定量PMcを算出する。その後、タイミングt716において、内燃機関の機関回転速度NEが変化する等して第2推定量PMcが算出されない運転領域となると、第2推定量算出部63は、前後差圧ΔPに基づいた第2推定量PMcの算出を停止する。
At the timing t714, the front-rear differential pressure ΔP becomes correspondingly large and the engine rotation speed NE stabilizes, so that the front-rear differential pressure ΔP detected by the
このように、第2推定量算出部63は、タイミングt714からタイミングt716までの期間、差圧センサ41によって検出した前後差圧ΔPに基づいて、第2推定量PMcを算出する。タイミングt714では、第2推定量PMcは第1推定量PMfよりも小さいが、タイミングt716では第2推定量PMcが第1推定量PMfよりも大きくなる。そのため、タイミングt714とタイミングt716との間のタイミングt715において、第2推定量PMcは第1推定量PMfと等しくなる。タイミングt714からタイミングt715までの期間では、図7(b)に二点鎖線で示す第2推定量PMcよりも第1推定量PMfの方が値が大きいことから、図7(b)に実線で示すように、PM堆積量算出部64は、第1推定量PMfをPM堆積量Prとして算出する。また、タイミングt715からタイミングt716までの期間では、図7(b)に一点鎖線で示す第1推定量PMfよりも第2推定量PMcの方が値が大きいことから、図7(b)に実線で示すように、PM堆積量算出部64は、第2推定量PMcをPM堆積量Prとして算出する。
In this way, the second
第2推定量PMcが算出されると、偏差記憶部65が第1推定量PMfを第2推定量PMcから減算した偏差ΔPMを算出して記憶する。偏差ΔPMは、最も遅く算出されたものが記憶されることとなる。すなわち、偏差記憶部65は、タイミングt716における偏差ΔPMを記憶する。この偏差ΔPMは「0」よりも大きい。
When the second estimator PMc is calculated, the
タイミングt716以降は、第2推定量PMcが算出されない運転領域となっていて、偏差記憶部65によって記憶された偏差ΔPMは「0」よりも大きい。そのため、図7(b)に実線で示すように、PM堆積量算出部64は、タイミングt716以降は、第1推定量PMfに偏差ΔPMを加算した値をPM堆積量Prとして算出する。そして、図7(a)に示すように、タイミングt717においてイグニッションスイッチ47がオン状態からオフ状態に切り替えられると、内燃機関は停止状態となる。この状態になると、基準点学習部71は再び、差圧センサ41の出力信号における基準点を学習し、該基準点を所定の値とするための学習値を記憶する。なお、内燃機関が停止状態のときには、PM堆積量Prは算出されないため「0」となる。また、制御装置60は、内燃機関が停止状態の間、第1推定量PMf及び偏差ΔPMの値を保持する。
After the timing t716, the operating region is such that the second estimated amount PMc is not calculated, and the deviation ΔPM stored by the
その後、タイミングt718においてイグニッションスイッチ47がオフ状態からオン状態に切り替えられると、内燃機関が始動され、停止状態から始動状態となる。これにより、再生処理に係る一連の処理が開始され、タイミングt718において差圧センサ41の異常判定が実行される。図7(c)に示すように、この例では、タイミングt718における異常判定において、上記学習値が上限値以上となっており、異常判定部72は差圧センサ41が異常であると判定される。このように、異常判定部72によって差圧センサ41が異常であると判定されると、図7(d)に示すように、報知ランプ49が点灯して異常が報知される。
After that, when the
また、差圧センサ41の異常が判定されていることから、PM堆積量算出部64は、偏差ΔPMに拘わらず、第1推定量PMfをPM堆積量Prとして算出する。そのため、タイミングt718におけるPM堆積量Pr(=第1推定量PMf)は、タイミングt717におけるPM堆積量Pr(=第1推定量PMf+偏差ΔPM)よりも少なくなる。
Further, since the abnormality of the
また、差圧センサ41の異常が判定されていることから、補正処理は行われず、仮に差圧センサ41が正常であれば補正処理が行われることとなるタイミングt719において、第1推定量PMfは変化しない。タイミングt719以降は、第1推定量PMfが増大されることに伴ってPM堆積量Prが増大する。
Further, since the abnormality of the
そして、図7(b)に実線で示すようにPM堆積量Prが第1所定量以上となったタイミングt720において、フィルタ再生制御の開始要求があると判定され、図7(e)に示すように、フィルタ再生制御に係る一連の処理が開始される。フィルタ再生制御が開始されると、PMフィルタ31に捕集されているPMが燃焼除去され、図7(b)に実線で示すようにPM堆積量Prは減少する。
Then, as shown by the solid line in FIG. 7B, it is determined that there is a request to start the filter regeneration control at the timing t720 when the PM accumulation amount Pr becomes the first predetermined amount or more, and as shown in FIG. 7E. In addition, a series of processes related to filter regeneration control is started. When the filter regeneration control is started, the PM collected by the
そして、PM堆積量Prが第2所定量以下となったタイミングt721において、図7(e)に示すようにフィルタ再生制御が終了される。その後は、内燃機関の運転状態が継続していることから、図7(b)に示すように、第1推定量PMfの増大に伴いPM堆積量Prも増大する。 Then, at the timing t721 when the PM deposition amount Pr becomes equal to or less than the second predetermined amount, the filter regeneration control is terminated as shown in FIG. 7 (e). After that, since the operating state of the internal combustion engine continues, as shown in FIG. 7B, the PM deposition amount Pr also increases as the first estimated amount PMf increases.
その後、タイミングt721から相応の時間が経過したタイミングt722において、第2推定量算出部63が第2推定量PMcを算出可能な運転領域となる。この場合であっても、差圧センサ41が異常であると判定されていることから、PM堆積量算出部64は、第1推定量PMfをPM堆積量Prとして算出する。
After that, at the timing t722 when a corresponding time has elapsed from the timing t721, the second
その後、タイミングt723において、イグニッションスイッチ47がオン状態からオフ状態に切り替えられると、内燃機関は停止状態となる。
本実施形態では、差圧センサ41が正常であると判定されていて、第2推定量PMcの正確性が担保されるときに補正処理を行い、差圧センサ41が異常であると判定されていて、第2推定量PMcの正確性が担保されないときには補正処理を行わない。そのため、第1推定量PMfを第2推定量PMcに基づいて補正したときに、補正前の第1推定量PMfに比して、補正後の第1推定量PMfを実際のPM堆積量を反映した値とすることができる。
After that, when the
In the present embodiment, it is determined that the
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、PM堆積量算出部64は、異常判定部72によって差圧センサ41が異常であると判定されているときには、第1推定量PMfをPM堆積量Prとして算出するようにした。こうした構成に代えて、PM堆積量算出部64は、異常判定部72によって差圧センサ41が異常であると判定されているときであっても、第2推定量算出部63が第2推定量PMcを算出する運転領域であるときには、第1推定量PMf及び第2推定量PMcのうち値の大きい方をPM堆積量Prとして算出するといった構成を採用することもできる。
This embodiment can be modified and implemented as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
-In the above embodiment, the PM accumulation
・上記実施形態では、補正処理部73は、異常判定部72によって差圧センサ41が正常であると判定されているときには補正処理を実行し、差圧センサ41が異常であると判定されているときには補正処理を実行しないようにした。こうした構成は必ずしも備える必要はない。すなわち、差圧センサ41が異常であると判定された状態において補正処理を実行する構成を採用することも可能である。例えば、異常判定部72における異常判定の実行タイミングと、補正処理の開始タイミングとが間近である場合には、異常判定によって差圧センサ41が異常であると判定されてから該情報が補正処理部73に到達する前に補正処理の開始タイミングとなる場合もある。こうした場合においては、差圧センサ41の異常判定がなされた後において補正処理を行うこともある。
-In the above embodiment, the
・上記実施形態では、補正処理部73は、第1推定量PMfを減量補正する場合、一度の補正処理における補正量に上限を設定したが、上限は必ずしも設定する必要はない。この場合、偏差ΔPMを解消する上で適切な値となるように、偏差ΔPMが小さいときほど補正量が多くなるように算出してもよい。
-In the above embodiment, when the
・第1推定量PMfを減量補正する場合の補正量を偏差ΔPMに基づいて算出したが、この補正量の算出態様は適宜変更が可能である。例えば、補正量を偏差ΔPMに依らずに固定値として算出するようにしてもよい。 -The correction amount when the first estimated amount PMf is reduced and corrected is calculated based on the deviation ΔPM, but the calculation mode of this correction amount can be changed as appropriate. For example, the correction amount may be calculated as a fixed value regardless of the deviation ΔPM.
・第1推定量PMfを減量補正する場合、偏差ΔPMに基づいて算出した補正量を第1推定量PMfから減算するようにしたが、第1推定量PMfを減量補正する場合の補正態様はこれに限らない。例えば、偏差ΔPMに基づいて補正量を算出せずに、該偏差ΔPM(<0)を第1推定量PMfに加算するようにしてもよい。この構成では、第1推定量PMfを減量補正する場合に、一度の補正処理において補正後の第1推定量PMfの値を第2推定量PMcと等しい値にすることも可能となる。 -When the first estimator PMf is subtracted and corrected, the correction amount calculated based on the deviation ΔPM is subtracted from the first estimator PMf, but this is the correction mode when the first estimator PMf is subtracted and corrected. Not limited to. For example, the deviation ΔPM (<0) may be added to the first estimated amount PMf without calculating the correction amount based on the deviation ΔPM. In this configuration, when the first estimated amount PMf is reduced and corrected, the value of the corrected first estimated amount PMf can be set to a value equal to the second estimated amount PMc in one correction process.
・上記実施形態では、補正処理部73は、第1推定量PMfを増量補正する場合、偏差ΔPMを第1推定量PMfに加算することで、一度の補正処理において補正後の第1推定量PMfの値を第2推定量PMcと等しい値にするようにした。補正後の第1推定量PMfの値を第2推定量PMcと等しい値にする上では、例えば偏差ΔPMに基づく補正量を算出し、該補正量を第1推定量PMfに加算、乗算する等の方法を採用してもよい。
-In the above embodiment, when the
・上記実施形態では、補正処理部73は、第1推定量PMfを増量補正する場合、一度の補正処理において補正後の第1推定量PMfの値を第2推定量PMcと等しい値にするようにした。第1推定量PMfを増量補正する場合の補正態様はこれに限らない。例えば、第1推定量PMfを増量補正する場合に、複数回の補正処理を実行することで、補正後の第1推定量PMfの値を第2推定量PMcと等しい値まで増大させるようにしてもよい。こうした構成では、例えば、偏差ΔPMに基づいて増量補正における補正量を算出するとともに該補正量に上限を設定するといった構成を採用する。この構成によれば、補正量の上限を、偏差ΔPM分のずれを解消する上で必要となる必要補正量よりも少ない量とすることで、1回の補正処理における補正量を必要補正量よりも少なくする。これにより、一度の補正処理において補正後の第1推定量PMfの値が第2推定量PMcと等しい値まで増大しないようにする。また、偏差ΔPMよりも小さい固定の値を補正量として設定することによって、一度の補正処理において補正後の第1推定量PMfの値が第2推定量PMcと等しい値まで増大しないようにすることも可能である。
-In the above embodiment, when the
・上記実施形態では、補正処理部73は、第1推定量PMfの値を第2推定量PMcと等しい値となるように補正していた。すなわち、補正後の第1推定量PMfの目標値として第2推定量PMcと等しい値を設定していた。補正処理部73における補正後の第1推定量PMfの目標値の設定態様はこれに限らない。例えば、補正処理部73は、補正処理部73における補正後の第1推定量PMfの目標値として、第2推定量PMcよりも大きい値や小さい値を設定することも可能である。なお、こうした構成において、第1推定量PMfの目標値に制限を設ければ、補正処理によって、第1推定量PMfを補正する際の補正度合いに上限や下限を設定することも可能になる。すなわち、補正度合いを制限することで、補正後の第1推定量PMfが取り得る値を所定の範囲に制限することも可能になる。
-In the above embodiment, the
・上記実施形態では、補正処理部73は、内燃機関が始動される前であって、該内燃機関が運転状態となっているときに記憶された偏差ΔPMに基づいて補正処理を行った。補正処理部73において補正処理に供せられる偏差ΔPMは、内燃機関が始動される前に記憶されたものに限らない。例えば、内燃機関の始動後から補正処理を開始するまでの間に第2推定量PMcを算出することができるのであれば、その第2推定量PMcと第1推定量PMfとの偏差ΔPMを用いて補正処理を実行することも可能である。
-In the above embodiment, the
・第2推定量算出部63は、機関本体に流入する吸入空気量Ga、すなわち排気の流量が充分であり、前後差圧ΔPが相応に大きいときであって、機関回転速度NEの変化が少なく安定している運転領域であるときに、差圧センサ41によって検出した前後差圧ΔPに基づいて、第2推定量PMcを算出した。こうした構成に代えて、第2推定量算出部63は、内燃機関の運転状態に拘わらず、常に第2推定量PMcを算出するようにしてもよい。この場合、偏差記憶部65は、第2推定量算出部63によって算出した第2推定量PMcの正確性が担保できる状態で偏差ΔPMを記憶することが望ましい。
The second
・上記実施形態では、第1推定量PMfが第2推定量PMcに比して多いときには、補正処理において第1推定量PMfを減量補正したが、こうした構成に限らない。例えば、第1推定量PMfが第2推定量PMcに比して多いときであっても、実際のPM堆積量に近い値に補正する上で必要があるのであれば、補正処理において第1推定量PMfを増量補正することも可能である。また、上記実施形態では、第1推定量PMfが第2推定量PMcに比して少ないときには、補正処理において第1推定量PMfを増量補正したが、こうした構成に限らない。例えば、第1推定量PMfが第2推定量PMcに比して少ないときであっても、実際のPM堆積量に近い値に補正する上で必要があるのであれば、補正処理において第1推定量PMfを減量補正することも可能である。 -In the above embodiment, when the first estimated amount PMf is larger than the second estimated amount PMc, the first estimated amount PMf is reduced and corrected in the correction process, but the present invention is not limited to this configuration. For example, even when the first estimator PMf is larger than the second estimator PMc, if it is necessary to correct it to a value close to the actual PM accumulation amount, the first estimation is performed in the correction process. It is also possible to increase and correct the amount PMf. Further, in the above embodiment, when the first estimated amount PMf is smaller than the second estimated amount PMc, the first estimated amount PMf is increased and corrected in the correction process, but the present invention is not limited to this configuration. For example, even when the first estimator PMf is smaller than the second estimator PMc, if it is necessary to correct it to a value close to the actual PM accumulation amount, the first estimation is performed in the correction process. It is also possible to reduce the amount PMf.
・上記実施形態では、第1推定量PMfの減量補正を行うときには、増量補正を行うときに比して第1推定量PMfの補正度合いを小さくした。第1推定量PMfを補正する際の補正度合いについては適宜変更が可能である。例えば、第1推定量PMfの減量補正を行うときには、増量補正を行うときに比して第1推定量PMfの補正度合いを大きくしてもよいし、これらの補正度合いを等しくしてもよい。 -In the above embodiment, when the reduction correction of the first estimated amount PMf is performed, the correction degree of the first estimated amount PMf is made smaller than that when the increase correction is performed. The degree of correction when correcting the first estimated amount PMf can be changed as appropriate. For example, when the reduction correction of the first estimated amount PMf is performed, the correction degree of the first estimated amount PMf may be larger than that when the increase correction is performed, or these correction degrees may be equalized.
・異常判定部72は、基準点学習部71が学習した学習値に基づいて差圧センサ41の異常判定を行ったが、異常判定の態様はこれに限らない。すなわち、異常判定部72は、内燃機関の停止後から該内燃機関の始動開始までの期間における差圧センサ41の状態に基づいて該差圧センサ41の異常判定を行えばよく、例えば、内燃機関の停止後から該内燃機関の始動開始までの期間における差圧センサ41の出力電圧と判定値とを比較することで異常判定を行うことも可能である。
The
・上記実施形態では、異常判定部72は、イグニッションスイッチ47がオフ状態からオン状態に切り替えられた内燃機関の始動時に異常判定を行うようにした。異常判定部72における異常判定のタイミングはこれに限らない。例えば、内燃機関の始動時よりも遅いタイミングや、内燃機関が停止しているときに差圧センサ41の異常判定を行うことも可能である。
-In the above embodiment, the
・上記実施形態では、PM堆積量算出部64は、第2推定量算出部63によって第2推定量PMcが算出される運転領域となった後、第2推定量算出部63が第2推定量PMcを算出する運転領域ではなくなった場合には、偏差記憶部65に記憶された偏差ΔPMと第1推定量算出部62によって算出された第1推定量PMfとに基づいてPM堆積量Prを算出したが、こうした構成を省略することも可能である。例えば、第2推定量算出部63によって第2推定量PMcが算出される運転領域となった後、第2推定量算出部63が第2推定量PMcを算出する運転領域ではなくなった場合に、偏差ΔPMに拘わらず、第1推定量PMfをPM堆積量Prとして算出するようにしてもよい。
-In the above embodiment, the PM accumulation
・上記実施形態では、差圧センサを、排気差圧検出部42、上流側検出通路43、及び下流側検出通路44によって構成した例を示したが、差圧センサの構成は適宜変更が可能である。例えば、差圧センサの下流側検出通路44を第3排気管25に接続せずに、大気開放してもよい。この場合は、PMフィルタ31よりも排気下流側の圧力を大気圧とみなしてPMフィルタ31の前後差圧を検出する。また、PMフィルタ31よりも排気上流側の圧力を検出する第1圧力センサと、PMフィルタ31よりも排気下流側の圧力を検出する第2圧力センサとを備え、第1圧力センサと第2圧力センサとの検出信号の差に基づいてPMフィルタ31の前後差圧を検出する差圧センサを採用することも可能である。
-In the above embodiment, an example in which the differential pressure sensor is configured by the exhaust differential
・上記実施形態では、制御装置60は、ROMに記憶されたプログラムをCPUが実行することにより、フィルタ再生制御や補正処理を実行した。すなわち、内燃機関の排気浄化装置100は、フィルタ再生制御や補正処理を実行するための全てのプログラムを記憶するROM等のプログラム格納装置と、該プログラムに従って処理を実行するCPU等の処理装置とを備え、ソフトウェア処理を実行することにより、フィルタ再生制御や補正処理を実行するようにした。内燃機関の排気浄化装置100は、このようにソフトウェア処理のみによって上記各種制御を行うものに限らない。例えば、上記実施形態において実行されるソフトウェア処理の少なくとも一部を実行する専用のハードウェア回路を備えるようにしてもよい。この構成は、例えば、上記実施形態において実行される処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置及びプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備えることで実現できる。また、例えば、上記実施形態において実行される処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備えることによっても実現することは可能である。このように、1または複数のソフトウェア処理回路、及び1または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって上記各種制御に必要な処理を実行すればよい。
-In the above embodiment, the
10…機関本体、10A…燃焼室、11…燃料噴射弁、20…排気通路、21…第1排気管、22…第1触媒コンバータ、23…第2排気管、24…第2触媒コンバータ、25…第3排気管、30…酸化触媒、31…PMフィルタ、40…排気温度センサ、41…差圧センサ、42…排気差圧検出部、43…上流側検出通路、44…下流側検出通路、45…アクセルセンサ、46…回転速度センサ、47…イグニッションスイッチ、48…エアフローメータ、49…報知ランプ、60…制御装置、61…噴射弁制御部、62…第1推定量算出部、63…第2推定量算出部、64…PM堆積量算出部、65…偏差記憶部、66…開始要求判定部、67…実行部、68…PM燃焼量推定部、69…終了要求判定部、70…イグニッションスイッチ操作判定部、71…基準点学習部、72…異常判定部、73…補正処理部、74…報知部、100…内燃機関の排気浄化装置。 10 ... Engine body, 10A ... Combustion chamber, 11 ... Fuel injection valve, 20 ... Exhaust passage, 21 ... First exhaust pipe, 22 ... First catalytic converter, 23 ... Second exhaust pipe, 24 ... Second catalytic converter, 25 ... Third exhaust pipe, 30 ... Oxidation catalyst, 31 ... PM filter, 40 ... Exhaust temperature sensor, 41 ... Differential pressure sensor, 42 ... Exhaust differential pressure detection unit, 43 ... Upstream detection passage, 44 ... Downstream detection passage, 45 ... Accelerator sensor, 46 ... Rotation speed sensor, 47 ... Ignition switch, 48 ... Airflow meter, 49 ... Notification lamp, 60 ... Control device, 61 ... Injection valve control unit, 62 ... First estimation amount calculation unit, 63 ... 2 Estimated amount calculation unit, 64 ... PM accumulation amount calculation unit, 65 ... Deviation storage unit, 66 ... Start request determination unit, 67 ... Execution unit, 68 ... PM combustion amount estimation unit, 69 ... End request determination unit, 70 ... Ignition Switch operation determination unit, 71 ... Reference point learning unit, 72 ... Abnormality determination unit, 73 ... Correction processing unit, 74 ... Notification unit, 100 ... Internal combustion engine exhaust purification device.
Claims (4)
前記PMフィルタよりも排気上流側の圧力と前記PMフィルタよりも排気下流側の圧力との差である前後差圧を検出する差圧センサとを備え、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記PMフィルタに堆積しているPMの推定量として第1推定量を算出するとともに、前記差圧センサによって検出した前後差圧に基づいて前記PMフィルタに堆積しているPMの推定量として第2推定量を算出する内燃機関の排気浄化装置であって、
前記内燃機関の停止後から該内燃機関の始動開始までの期間における前記差圧センサの状態に基づいて該差圧センサの異常判定を行い、
前記内燃機関を始動する際に、前記第1推定量を前記第2推定量に基づいて補正する補正処理を実行し、
前記第1推定量及び前記第2推定量のうち値の大きい方をPM堆積量として算出し、該PM堆積量が所定量以上であるときに前記PMフィルタに捕集されたPMを燃焼除去するためのフィルタ再生制御を開始し、
前記第1推定量が前記第2推定量に比して多いときには前記補正処理において前記第1推定量を減量補正し、前記第1推定量が前記第2推定量に比して少ないときには、前記補正処理において前記第1推定量を増量補正し、
前記減量補正を行うときには、前記増量補正を行うときに比して前記第1推定量の補正度合いを小さくする
内燃機関の排気浄化装置。 A PM filter that is installed in the exhaust passage of an internal combustion engine and collects PM contained in the exhaust,
It is equipped with a differential pressure sensor that detects the front-rear differential pressure, which is the difference between the pressure on the exhaust upstream side of the PM filter and the pressure on the exhaust downstream side of the PM filter.
The first estimated amount is calculated as the estimated amount of PM accumulated in the PM filter based on the operating state of the internal combustion engine, and is accumulated in the PM filter based on the front-rear differential pressure detected by the differential pressure sensor. It is an exhaust gas purification device for an internal combustion engine that calculates the second estimated amount as the estimated amount of PM.
An abnormality determination of the differential pressure sensor is performed based on the state of the differential pressure sensor during the period from the stop of the internal combustion engine to the start of the start of the internal combustion engine.
When starting the internal combustion engine, a correction process for correcting the first estimated amount based on the second estimated amount is executed.
The larger of the first estimated amount and the second estimated amount is calculated as the PM accumulated amount, and when the PM accumulated amount is equal to or more than a predetermined amount, the PM collected by the PM filter is burned and removed. start the filter regeneration control for,
When the first estimator is larger than the second estimator, the first estimator is reduced and corrected in the correction process, and when the first estimator is smaller than the second estimator, the correction process is performed. In the correction process, the first estimator is increased and corrected.
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine that reduces the degree of correction of the first estimated amount when performing the reduction correction as compared with the case of performing the increase correction.
請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。 When the first estimator is increased and corrected, the value of the first estimator after correction in one correction process is set to a value equal to the second estimator.
The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 1.
請求項1または2に記載の内燃機関の排気浄化装置。 When the first estimated amount is reduced and corrected, an upper limit is set for the correction amount of the first estimated amount in one correction process.
The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。 When the differential pressure sensor is determined to be normal by the abnormality determination, the correction process is executed, and when the differential pressure sensor is determined to be abnormal, the correction process is not executed.
The exhaust gas purification device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
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